package com.chuxia.hot100;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * https://leetcode-cn.com/problems/reorder-list
 * 给定一个单链表 L 的头节点 head ，单链表 L 表示为：
 * L0 → L1 → … → Ln - 1 → Ln
 * 请将其重新排列后变为：
 * L0 → Ln → L1 → Ln - 1 → L2 → Ln - 2 → …
 * 不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。
 *
 * @date 2021-11-17
 * @author X.
 *
 * Solution1：额外的存储空间使用，map或者线性表
 * 时间复杂度：O(n)
 * 空间复杂度：O(n)
 *
 * Solution2：官方优化解
 * 寻找链表中点 + 链表逆序 + 合并链表
 *  时间复杂度：O(n)
 *  空间复杂度：O(1)
 */
public class ReorderList143 {

    // 方法一：map存储（或者使用线性表）
    public void reorderList(ListNode head) {
        Map<Integer, ListNode> map = new HashMap();
        int index = 0;

        ListNode dummyNode = head;

        while(dummyNode != null) {
            map.put(index++, dummyNode);
            dummyNode = dummyNode.next;
        }

        int start = 0;
        int end = index - 1;
        while(start < end) {
            map.get(start).next = map.get(end);
            start++;
            if (start == end) {
                break;
            }
            map.get(end).next = map.get(start);
            end--;
        }
        // 末尾节点
        map.get(start).next = null;
    }

    // 方法二：寻找链表中点 + 链表逆序 + 合并链表
    // 目标链表即为将原链表的左半端和反转后的右半端合并后的结果。
    //这样我们的任务即可划分为三步：
    //1. 找到原链表的中点（参考「876. 链表的中间结点」）。
    //我们可以使用快慢指针来 O(N)O(N) 地找到链表的中间节点。
    //2. 将原链表的右半端反转（参考「206. 反转链表」）。
    //我们可以使用迭代法实现链表的反转。
    //3. 将原链表的两端合并。
    //因为两链表长度相差不超过 11，因此直接合并即可。
    public void reorderList1(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return;
        }
        ListNode mid = middleNode(head);
        ListNode l1 = head;
        ListNode l2 = mid.next;
        mid.next = null;
        l2 = reverseList(l2);
        mergeList(l1, l2);
    }

    public ListNode middleNode(ListNode head) {
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) {
            slow = slow.next;
            fast = fast.next.next;
        }
        return slow;
    }

    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            ListNode nextTemp = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = nextTemp;
        }
        return prev;
    }

    public void mergeList(ListNode l1, ListNode l2) {
        ListNode l1_tmp;
        ListNode l2_tmp;
        while (l1 != null && l2 != null) {
            l1_tmp = l1.next;
            l2_tmp = l2.next;

            l1.next = l2;
            l1 = l1_tmp;

            l2.next = l1;
            l2 = l2_tmp;
        }
    }

    /**
     * Definition for singly-linked list.
     */
    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode() {}
        ListNode(int val) { this.val = val; }
        ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
    }

}
